JPH06243945A - コネクタ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 巻き取り部材の必要回転数に相当する長さの
フラットケーブルを巻き取り部材に巻き締めた時、巻き
取り芯に巻回されたフラットケーブルの巻数を適切に設
定して、巻き取り部材の回転作動を円滑に行わせるこ
と。 【構成】 巻き取り部材１の外径をｄｒ，巻き取り芯６
の外径をｄｓ，フラットケーブル７の全長をＬ，フラッ
トケーブル７の厚さをｔ，ステアリングの左右両回転に
必要な巻き取り部材１への必要巻数をＮとすると、巻き
取り部材１に必要巻数だけ巻き締めさせた時の巻き取り
芯６の巻数、すなわち捨て巻き１０の巻数ｎは、以下の
数式により算出される。 ｎ＝〔−ｄｓ＋［ｄｓ^２＋４ｔ｛（Ｌ／π）−Ｎ（ｄｒ
＋ｔＮ）｝］^１／２〕／２ｔ

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はコネクタ装置に関するも
のであり、例えば、回転体と固定端との間を電気的に接
続するためのコネクタ装置に用いられるものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、図９に示すように、車両用ステア
リング装置に使用されるコネクタ装置としては、フラッ
トケーブル３１の一端を固定端部３２に、他端を回動端
部３３に取り付け、このフラットケーブル３１を、固定
端部３２を中心に複数回巻くものがある（例えば、特開
平４−１９９８０号公報）。そして、上記構成を採用す
ることにより、ステアリングシャフトが左右両回転のい
ずれであってもフラットケーブル３１が回転体３４への
巻き込み状態となるようにして、フラットケーブル３１
の長さを著しく短縮している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが上述した従来
のものでは、固定端部３２を中心にフラットケーブル３
１を複数回巻くといっても、図９に示すように、ステア
リングを反時計方向に回し切った状態でもなお固定端部
３２を中心に複数回巻かれた状態となるように、フラッ
トケーブル３１の長さを、ステアリングの左右両回転に
必要な巻数に、多少の余裕を持たせた余剰部分、いわゆ
る捨て巻き３１ａの巻数を加えた長さに設定している。

【０００４】しかし、本件出願人は、鋭意研究の末、こ
の捨て巻き３１ａの巻数が不適当であると、図９に示す
状態からステアリングを時計方向に回転させた場合、ス
テアリングの必要回転数に相当する長さのフラットケー
ブル３１を固定端部３２で全て巻き取れず、回転体３４
の回転作動を円滑に行わせることができないという問題
があることを見出した。

【０００５】そこで本発明は上記問題点に鑑みてなされ
たものであり、回動部材の必要回転数に相当する長さの
可撓性ケーブルを回動部材に巻き締めた時、固定部材に
巻回された可撓性ケーブルの巻数を適切に設定して、回
動部材の回転作動を円滑に行わせることが可能なコネク
タ装置を提供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そのため本発明は、一端
を回動部材に、他端を固定部材に固定された可撓性ケー
ブルを、前記回動部材および前記固定部材に複数回巻回
し、これらをケース内に収納して成るコネクタ装置にお
いて、前記回動部材の必要回転数Ｎに相当する長さの可
撓性ケーブルを前記回動部材に巻き締めた時、前記固定
部材に巻回された可撓性ケーブルの巻数は、少なくと
も、前記回動部材の外径ｄｒ，前記固定部材の外径ｄ
ｓ，前記可撓性ケーブルの全長Ｌ，前記可撓性ケーブル
の厚さｔ，および前記必要回転数Ｎに基づいて求められ
た巻数ｎに設定されたことを特徴とするコネクタ装置を
採用するものである。

【０００７】

【作用】上記構成により、回動部材の必要回転数に相当
する長さの可撓性ケーブルを回動部材に巻き締めた時
の、固定部材に巻回された可撓性ケーブルの巻数は、少
なくとも、回動部材の外径，固定部材の外径，可撓性ケ
ーブルの全長，可撓性ケーブルの厚さ，および前記必要
回転数に基づいて求められた巻数に設定される。

【０００８】したがって、固定部材に巻回された可撓性
ケーブルの巻数、いわゆる捨て巻きの巻数は適切に設定
されるので、回動部材を回転させた時、捨て巻きが緩ん
で、捨て巻きの巻数に応じて固定部材周囲の可撓性ケー
ブルをケース内に広がらせることができる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明を図に示す実施例に基づいて説
明する。この実施例では、乗員保護装置であるエアバッ
グ装置と車載用電源とを接続するコネクタ装置に本発明
を適用した場合について説明する。

【００１０】図１および図２は本発明であるコネクタ装
置の一実施例を表す構成図、図３はこのコネクタ装置を
車両のステアリングに装着した例を表す断面図である。
図３において、筐体２１内に収められたステアリングシ
ャフト２０には、その端部にステアリング２２、その周
囲にコネクタ装置１００の巻き取り部材１が取り付けら
れており、ステアリング２２が操作されると、ステアリ
ングシャフト２０の周囲に取り付けられた巻き取り部材
１は回転する。

【００１１】ステアリング２２内には、パッド２５の下
に格納されたエアバッグ２４と、点火装置，伝火剤，ガ
ス発生剤等で構成され、車両衝突時にエアバッグ２４を
展開させるためのガス発生器であるインフレータ２３と
が構成されている。そして、このインフレータ２３は、
エアバッグ接続用の第１の接続ケーブル８および第１の
接続端子を介してコネクタ装置１００と電気的に接続さ
れている。

【００１２】可撓性ケーブルに相当するフラットケーブ
ル７を有するコネクタ装置１００からは、回路接続用の
第２の接続ケーブル９および第２の接続端子が設けられ
ており、図示されない車載用電源に電気的に接続され
る。そして、第１，第２の接続ケーブル、第１，第２の
接続端子およびフラットケーブル７により、車載用電源
とインフレータ２３とは電気的に接続されることにな
る。

【００１３】次に、上記構成における作動について説明
する。図３において、車両の衝突が検出されると、衝突
検出に伴って発生された衝突信号は、第２の接続ケーブ
ル９、コネクタ装置１００および第１の接続ケーブル８
を介してインフレータ２３に供給される。すると、イン
フレータ２３は衝突信号の入力に伴ってガスを発生し、
このガスを流入したエアバッグ２４はパッド２５を突き
破って脹らみ、これにより車両の衝突から運転者を保護
する。

【００１４】次に、本発明であるコネクタ装置１００の
詳細について説明する。なお、図１はコネクタ装置１０
０においてフラットケーブル７を反時計方向に完全に巻
き締めた状態を示す水平断面図、図２はコネクタ装置１
００においてフラットケーブル７を時計方向に完全に巻
き緩めた状態を示す水平断面図である。

【００１５】図１および図２において、コネクタ装置１
００は、ステアリングシャフト２０に固定され、ステア
リング２２の操作とともに回動する巻き取り部材１（回
動部材に相当）と、この巻き取り部材１の周囲に所定間
隔を隔てて設けられた、内周面が平滑である第１のケー
ス２と、フラットケーブル７と、このフラットケーブル
７を巻き取る第２のケース３に嵌合または一体形成され
た巻き取り芯６（固定部材に相当）と、この巻き取り芯
６の周囲に所定間隔を隔てて設けられた、内周面が平滑
である第２のケース３と、第１のケース２および第２の
ケース３のケーブル引き出し口を接続すべく両側に壁４
が配設されたケーブル通路５と、後述する捨て巻き１０
と、から構成されている。

【００１６】図１に示すように、巻き取り芯６は、巻き
取り部材１に比して小さい直径を有しており、巻き取り
芯６の外周面と第２のケース３の内周面との間隔は、巻
き取り芯６に複数回巻回したフラットケーブル７が巻き
取り芯６の周囲で巻き緩みあるいは巻き締まりできるよ
うに、比較的大きくしている。一方、巻き取り部材１の
外周面と第１のケース２の内周面との間隔は、巻き取り
部材１に巻き取ったフラットケーブル７を、巻き緩め時
において巻き広がったりせず確実に第２のケース３側に
送り出されるように比較的小さくしている。

【００１７】フラットケーブル７は、図４に示すよう
に、平板形状をした２本の導電体７ａと、その導電体７
ａの周囲を覆うようにして平板形状に形成された合成樹
脂製の絶縁体７ｂとにより構成されている。そして、こ
のフラットケーブル７の一端は巻き取り部材１に、他端
は巻き取り芯６に電気的に接続，固定されている。なお
導電体７ａは２本に制限されることはない。

【００１８】第１の接続ケーブル８の一端は第１の接続
端子に、他端は巻き取り部材１に電気的に接続，固定さ
れ、第２の接続ケーブル９の一端は第２の接続端子に、
他端は巻き取り芯６に電気的に接続，固定されている。

【００１９】次に、上記構成におけるコネクタ装置１０
０の作動について説明する。ステアリング２２を、その
中立位置から反時計方向に回し始めると、ステアリング
２２の操作に応じて巻き取り部材１が反時計方向に回動
し、第２のケース３の巻き取り芯６の周囲に巻き緩めら
れたフラットケーブル７は引き出され、巻き取り部材１
に巻き取られて第１のケース２に収納される。

【００２０】逆に、図１に示すようなステアリング２２
を反時計方向に回して巻き締めた状態からステアリング
２２を時計方向に回し始めると、ステアリング２２の操
作に応じて巻き取り部材１が時計方向に回動し始め、フ
ラットケーブル７は巻き取り部材１から巻き緩められ、
ケーブル通路５を介して巻き取り芯６の周囲に巻き取ら
れて第２のケース３に収納される。

【００２１】ここで、ケーブル通路５を形成する壁４を
設けることにより、この壁４が第１のケースもしくは第
２のケースへのガイドとして働くと共に、フラットケー
ブル７が可動自由なスペースを省くことにより、巻き取
り部材１と巻き取り芯６との間でのフラットケーブル７
の座屈発生を抑えている。

【００２２】次に、本発明の特徴部分である、フラット
ケーブル７の余剰部分、いわゆる捨て巻き１０の巻数に
ついて説明する。図１において、回転体である巻き取り
部材１に巻き付けられたフラットケーブル７が固定端で
ある巻き取り芯６の周囲に巻き取られるのは、フラット
ケーブル７を第２のケース３内に送り込んで、図１に示
すフラットケーブル７の捨て巻き１０が緩んで広がるこ
とにより生じることを、本件出願人は、鋭意研究の末、
見出した。

【００２３】ここで、このようなコネクタ装置１００に
おいて捨て巻き１０の巻数が少ない場合には、巻き取り
芯６の周囲にフラットケーブル７を巻き取らせる際、捨
て巻き１０の緩みが少なくなるので、巻き取り部材１か
ら巻き取り芯６へ送り込まれたフラットケーブル７は巻
き取り芯６の周囲に巻き取られず、巻き取り芯６から遠
ざかる方向（第２のケース３内）へ湾曲して広がること
になる。

【００２４】すると、巻き取り部材１がステアリング２
２の必要回転数に達する前に、第２のケース３内で湾曲
したフラットケーブル７が第２のケース３の内壁に接し
てしまい、フラットケーブル７と第２のケース３の内壁
との間に生じる摩擦抵抗によりフラットケーブル７が円
滑に送り込まれなくなってしまう。この結果、図６に示
すように、巻き取り部材１の回転角度がステアリング２
２の必要回転数に近づくにつれて、ステアリング２２が
取り付けられた巻き取り部材１の回転トルクが上昇し、
巻き取り部材１の回転が円滑に行われなくなるという問
題がある。

【００２５】加えて、巻き取り芯６の周囲にフラットケ
ーブル７を巻き取らせる際、捨て巻き１０を第２のケー
ス３内で広がらせるためには、フラットケーブル７に弾
性を持たせる必要がある。しかし、高温中で巻き取り部
材１および巻き取り芯６による巻き締め，巻き緩めを繰
り返し行うと、図７に示すように、フラットケーブル７
を構成するＰＥＴ（ＰＥＴ；ポリエチレンテレフタレー
ト）等の合成樹脂性の絶縁体７ｂと、導電体７ａおよび
絶縁体７ｂを接着する接着剤とが有する弾性力が低下し
てしまう。すると、上記と同様に、ステアリング２２が
取り付けられた巻き取り部材１の回転トルクが上昇し、
巻き取り部材１の回転が円滑に行われなくなるという問
題がある。

【００２６】そこで、上記問題点を解決すべく、フラッ
トケーブル７の余剰部分、いわゆる捨て巻きの巻数を適
切に設定する手法について以下に説明する。図８（ａ）
はフラットケーブル７を巻き取り部材１に完全に巻き締
めた時の状態を模式的に表した模式図、図８（ｂ）はフ
ラットケーブル７を巻き取り部材１より完全に巻き緩め
た時の状態を模式的に表した模式図である。

【００２７】図８（ａ）および図８（ｂ）に示すよう
に、巻き取り部材１の外径をｄｒ，巻き取り芯６の外径
をｄｓ，完全に巻き緩められて巻き取り芯６の周囲に広
がったフラットケーブル７の外径をＤｓ，フラットケー
ブル７の全長をＬ，フラットケーブル７の厚さをｔ，フ
ラットケーブル７の幅をｗ，ステアリング２２の左右両
回転に必要な巻き取り部材１への必要巻数（図８（ａ）
に示す状態）をＮ，および図８（ａ）に示す状態である
時の巻き取り芯６の巻数、すなわち捨て巻き１０の巻数
をｎとすると、図８（ａ）に示す状態および図８（ｂ）
に示す状態では、以下の式が成り立つ。

【００２８】

【数１】Ｌｔｗ＝πｗ｛（ｄｒ＋２Ｎｔ）² −ｄｒ² ｝
／４＋πｗ｛（ｄｓ＋２ｎｔ）² −ｄｓ² ｝／４

【００２９】

【数２】 Ｌｔｗ＝πｗ｛Ｄｓ² −（Ｄｓ−２ｎｔ）² ｝／４ よって、数式１によって、捨て巻きｎは以下の数式３で
算出される。

【００３０】

【数３】 さらに、数式２によって、完全に巻き緩められて巻き取
り芯６の周囲に広がった時のフラットケーブル７の外径
Ｄｓは以下の数式４で算出される。

【００３１】

【数４】Ｄｓ＝（Ｌ／ｎπ）＋ｎｔ これら数式３，４によって、捨て巻き１０の巻数ｎおよ
び完全に巻き緩められて巻き取り芯６の周囲に広がった
時のフラットケーブル７の外径Ｄｓを適切に設定するこ
とができる。なお、数式３により算出された捨て巻き１
０の巻数ｎは、ｎ以上であってもよく、さらには、第２
のケース３の大きさに応じて、ｎよりも若干少ない巻
数、すなわちｎ近傍以上としてもよい。

【００３２】ここで、一例として、ｄｒ＝６１ｍｍ、ｄ
ｓ＝１８ｍｍ、ｔ＝０．３ｍｍ（フラットケーブル７に
一般的に用いられている厚さ）、Ｎ＝５回転（車両用ス
テアリングに一般的に用いられている必要回転数（±
２．５回転））とし、フラットケーブル７の全長Ｌを２
０００ｍｍに設定したコネクタ装置について考える。

【００３３】各々のパラメータが上述のような場合、捨
て巻き１０の巻数ｎは、数式３によってｎ≒１４．５巻
となり、完全に巻き緩められて巻き取り芯６の周囲に広
がったフラットケーブル７の外径Ｄｓは、数式４によっ
てＤｓ≒４８ｍｍと算出される。そして、このように捨
て巻き１０の巻数ｎが好適に設定されたコネクタ装置で
は、図６に示すように、巻き取り部材１の回転角度がス
テアリング２２の必要回転数に近づいても巻き取り部材
１の回転トルクは変化せず、巻き取り部材１の回転作動
を円滑に行わせることができる。

【００３４】ここで、上述した各パラメータは、従来技
術で説明した特開平４−１９９８０号公報に一例として
記載されたパラメータ（ｄｒ＝６０ｍｍ、ｄｓ＝１８ｍ
ｍ、Ｎ＝５、Ｄｓ＝５０ｍｍ）と酷似している。

【００３５】しかし、上記のようなコネクタ装置の体格
を決定するパラメータがほとんど同じであるにも係わら
ず、捨て巻き１０の巻数ｎは、上記公報では５巻である
のに対して本実施例では１４．５巻、フラットケーブル
７の全長Ｌは、上記公報では８００ｍｍであるのに対し
て本実施例では２０００ｍｍと数値的にかなりの違いが
表れており、上記公報では、いかに捨て巻き１０の巻数
ｎについて考慮していないかが伺える。

【００３６】さらに、本実施例においては、高温中であ
っても巻き取り部材１の回転が円滑に行われるように、
フラットケーブル７を構成する絶縁体７ｂの素材とし
て、高温中においても弾性力低下の少ないフィルム材
（例えばＰＥＮ（ＰＥＮ；ポリエチレンナフタレー
ト），ＰＰＳ（ＰＰＳ；ポリフェニレンサルファイ
ト））等を使用し、さらには耐熱性の接着剤を選定す
る。これにより、図８に示すように、巻き取り部材１の
回転角度がステアリング２２の必要回転数に近づいても
巻き取り部材１の回転トルクは変化せず、巻き取り部材
１の回転作動を円滑に行わせることができる。

【００３７】しかし、このようにフラットケーブル７の
材質を選択しても、耐久時間によってはあまり多大な効
果が表れない場合があるため、高温中で使用しても巻き
取り部材１の回転作動を円滑に行わせるためには、捨て
巻き１０の巻数ｎを、熱および耐久時間によって失われ
るフラットケーブル７の弾性力を補うだけの巻数と、上
述した数式３により算出された巻数とを加算した値に設
定すればよい。

【００３８】以上述べたように上記一実施例では、巻き
取り部材１にフラットケーブル７を完全に巻き締めた時
に、巻き取り芯６に巻き締められた余剰部分である捨て
巻き１０の巻数ｎを、数式３に示すような、巻き取り部
材１の外径ｄｒ，巻き取り芯６の外径ｄｓ，フラットケ
ーブル７の全長Ｌ，フラットケーブル７の厚さｔ，およ
びステアリング２２の左右両回転に必要な巻き取り部材
１への必要巻数Ｎによって算出しているので、回転体で
ある巻き取り部材１に巻き付けられたフラットケーブル
７を固定端である巻き取り芯６の周囲に巻き取らせるた
めに必要不可欠となる捨て巻き１０の巻数を好適に設定
して、巻き取り部材１の回転作動を円滑に行わせること
ができる。

【００３９】なお、上記一実施例では、巻き取り部材１
の外径ｄｒ，巻き取り芯６の外径ｄｓ，フラットケーブ
ル７の全長Ｌ，フラットケーブル７の厚さｔ，およびス
テアリング２２の左右両回転に必要な巻き取り部材１へ
の必要巻数Ｎを予め定めた上で、数式３，４により捨て
巻き１０の巻数ｎおよび完全に巻き緩められて巻き取り
芯６の周囲に広がった時のフラットケーブル７の外径Ｄ
ｓを求めていたが、第２のケース３の大きさを予め設定
し、完全に巻き緩められて巻き取り芯６の周囲に広がっ
た時のフラットケーブル７の外径Ｄｓ，フラットケーブ
ル７の全長Ｌ，フラットケーブル７の厚さｔを設定した
上で数式４により捨て巻き１０の巻数ｎを求め、巻き取
り部材１の外径ｄｒおよび巻き取り芯６の外径ｄｓを後
で決定するようにしてもよい。

【００４０】また、上記一実施例では、巻き取り部材１
および巻き取り芯６周囲のフラットケーブルの回転方向
が各々異なるコネクタ装置１００に適用した例について
説明したが、図５に示すように、巻き取り部材１および
巻き取り芯６周囲のフラットケーブルの回転方向が同じ
となるコネクタ装置１０１に上記一実施例を適用しても
よい。このような場合であっても、数式３，４に基づい
て、好適な捨て巻き１０ａの巻数ｎを算出することがで
きる。なお、図５の図番号で、図１の図番号と同番号で
ある部分については、図１の図番号と均等部分を示す。

【００４１】

【発明の効果】以上述べたように本発明においては、回
動部材を回転させた時、捨て巻きが緩んで、捨て巻きの
巻数に応じて固定部材周囲の可撓性ケーブルをケース内
に広がらせることができるので、これにより、回動部材
の必要回転数に相当する長さの可撓性ケーブルを的確に
固定部材に巻き取らせることができ、回動部材の回転作
動を円滑に行わせることができるという優れた効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を表すコネクタ装置において
フラットケーブルを反時計方向に完全に巻き締めた状態
を示す水平断面図である。

【図２】上記コネクタ装置においてフラットケーブルを
時計方向に完全に巻き緩めた状態を示す水平断面図であ
る。

【図３】上記コネクタ装置を車両のステアリングに装着
した例を表す断面図である。

【図４】フラットケーブルの一例を示す断面図である。

【図５】コネクタ装置の他の例を示す水平断面図であ
る。

【図６】フラットケーブルの捨て巻きの巻数ごとに巻き
取り部材の回転トルクの変化を示す回転トルク−回転角
度特性図である。

【図７】フラットケーブルの材質ごとに巻き取り部材の
回転トルクの変化を示す回転トルク−回転角度特性図で
ある。

【図８】フラットケーブルを巻き締めた時および巻き緩
めた時の状態を模式的に表した模式図である。

【図９】従来のコネクタ装置の構成図である。

【符号の説明】

１ 巻き取り部材 ２ 第１のケース ３ 第２のケース ６ 巻き取り芯 ７ フラットケーブル １０ 捨て巻き

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端を回動部材に、他端を固定部材に固
   定された可撓性ケーブルを、前記回動部材および前記固
   定部材に複数回巻回し、これらをケース内に収納して成
   るコネクタ装置において、 前記回動部材の必要回転数Ｎに相当する長さの可撓性ケ
   ーブルを前記回動部材に巻き締めた時、前記固定部材に
   巻回された可撓性ケーブルの巻数は、 少なくとも、前記回動部材の外径ｄｒ，前記固定部材の
   外径ｄｓ，前記可撓性ケーブルの全長Ｌ，前記可撓性ケ
   ーブルの厚さｔ，および前記必要回転数Ｎに基づいて求
   められた巻数ｎに設定されたことを特徴とするコネクタ
   装置。
2. 【請求項２】 前記回動部材の必要回転数Ｎに相当する
   長さの可撓性ケーブルを前記回動部材に巻き締めた時、
   前記固定部材に巻回された可撓性ケーブルの巻数は、以
   下の数式で算出された巻数ｎ近傍以上に設定されたこと
   を特徴とする請求項１記載のコネクタ装置。